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降低切削力的刀具調整槓桿

當力峰逼近或超過刀具極限時,有三個刀具側槓桿可在不改變 NC 或刀具路徑的情況下降低力峰。

縮短刀具伸出量

切削上方未受支撐的刀具長度會放大彎曲應力。常見的安裝會在刃部起點上方留下 15 mm 以上;將此暴露長度縮短至 ~5 mm,對相同 NC 通常會大幅降低屈服應力比。

製程文件可能基於程序理由固定伸出量。若工程包絡允許,縮短伸出量是調整其他任何項目之前最便宜的緩解手段。

調整刀芯半徑

重切刀具會收窄排屑刃槽以加厚刀芯,提高抗彎強度。確切的刀芯半徑無法由外部量測;它是一個經驗輸入。

刀芯半徑是刀具半徑的一個比例,其預設值依刃數而定:1 或 2 刃為 0.54、3 刃為 0.56、4 刃為 0.6、5 刃為 0.63、6 刃為 0.66、7 刃為 0.72、8 刃以上為 0.78。若刀具通常能在約 200 % 的屈服應力比下不斷裂,代表實際刀芯比預設更厚 —— 以約 0.1 的步進提高該比例,直到仿真比值符合觀察到的安全餘裕。

刀具庫在刀具的刃中芯節點編輯這個比例;顯示物理選項開著時,它就在該刀具的控制樹裡:輪廓類型選刃槽相依比例輪廓就是上面依刃數而定的預設值,選固定比例輪廓則自行填入介於 0 到 1 之間的半徑比例。透過 HTTP,同一個編輯是 PUT /api/Cutter/{id}/inner-beam,內容為 {"Type": "ConstRatioProfile", "RadiusRatio": 0.7}。在刀具的 XML 裡它寫成 <InnerBeamProfile><ConstRatioProfile><RadiusRatio>0.7</RadiusRatio></ConstRatioProfile></InnerBeamProfile>;透過 .NET API,則是把 MillingCutter.InnerBeamProfile (API) 設為帶有該比例的 ConstRatioProfile (API)。

升級刀具材料

WC-Co6-800nm 是常用的基準選擇,屬於低成本等級。它並不會預設套用:刀具在載入刃部材料之前不帶任何刃部材料,而沒有刃部材料時,屈服應力比不會被計算,熱物理也會被略過(Tool-FluteMaterial--Missing)。更細晶或鍍層等級具有更高的屈服應力與更好的熱耐受性:

  • WC-Co6-TiC-400nm —— 含 TiC 的更細晶等級。當刀具品質未知但懷疑優於基準時,這是合理的升級。

對於已知的刀具,請在 Resource/CutterMaterial/ 下設定對應的材料檔,而非猜測等級。

在動到刀具之前

上面這些刀具側槓桿是留給切削參數已經試過之後用的,因為參數改起來比較便宜。依序為:

  1. 降低每刃進給。 降低切削力最直接的途徑,也是優化器自己所走的那一條。
  2. 降低切削深度,或切削寬度。 用在單靠每刃進給還不夠的地方。兩者削減的是嚙合而非每刃切屑負荷,因此每減去一單位切削力所付出的週期時間都更多。

只有當這些都用盡,或它們要付出的週期時間超出這件工作所能負擔時,刀具側槓桿才會成為較好的取捨。

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